Vyznáte se v terminologii a parametrech pro SSD?

Typ NAND Flash paměti

SLC je zkratkou pro single-level-cell. Paměťová buňka je založena na MOS tranzistoru s plovoucím hradlem. V hradle je buď uskladněný náboj (0, naprogramovaná) nebo ne (1, smazaná). SSD založené na SLC Flash pamětech jsou nejspolehlivější, nejtrvalejší ale také nejdražší. Apacer poskytuje 5 letou záruku (pro produkty expedované po 1.1.2019) nebo období končící datem, kdy SSD překročí 60 000 smazání.

MLC a 3D TLC 

Zkratka MLC znamená multi-level-cell. Plovoucí hradlo uchovává jednu ze čtyř velikostí náboje. Paměťová buňka 3D TLC (triple-level-cell) uchovává náboj v nábojové pasti namísto plovoucího hradla. Nábojová past uchovává jednu z osmi velikostí náboje. Apacer poskytuje pro MLC a 3D TLC produkty stejnou záruku, 2 roky nebo období končící datem, kdy SSD překročí 3 000 smazaní.

SLC-Lite

SLC-Lite technologie používá MLC Flash čipy, ovšem firmware buď uloží náboj do plovoucího hradla, nebo ne - stejně jako u SLC. Tato strategie značně zvyšuje počet mazacích cyklů a umožňuje společnosti Apacer poskytovat záruku 3 roky nebo období končící datem, kdy SSD překročí 20 000 smazání. Počet smazání je indikován SMART softwarem Apacer jako parametr Avg.erase Count.

Kapacita

Apacer používá konvenci kde 1GB=1000MB. Operační systém používá konvenci kde 1GB=1024MB. Například datasheet pro 64GB MLC mSATA ze série SM210-300 uvádí 64 023 257 088 Bitů a kapacitu 64GB. Operační systém zobrazí kapacitu 64 023 257 088/1024^3=59,63GB. Využitelná kapacita bude nižší, protože malá část kapacity je potřebná pro souborový systém. NTFS spotřebuje 66,31MB, EXT4 1,24GB a XFS pouze 29,92MB.

SSD založené na SLC Flash jsou dostupné do kapacity 240GB, SLC-Lite Flash SSD nabízí kapacitu do 256GB a MLC Flash SSD do 2TB.

Rychlost

Tento parametr je užitečný pouze pro srovnání různých SSD mezi sebou. Skutečná rychlost je vždy závislá na struktuře zapisovaných/čtených dat a souborovém systému. Pravidlem je, že rychlost náhodného přístupu je důležitá pro systémový disk s množstvím malých souborů. Tento parametr je definován jako počet vstupně/výstupních operací za sekundu (IOPS). Během testu se používají soubory o velikosti 4KB. Pro ukládání velkých souborů jako například filmů je důležitější trvalá (sekvenční) rychlost čtení/zápisu. Při testu se používají soubory o velikosti 1GB.

Životnost

Tento parametr definuje, jaké množství dat je možné zapsat do SSD. Hodnota je vyjádřena jako TBW (Tera Bytes Written), kde 1TB=1000GB nebo jako DWPD (Drive Writes per Day) udávající, kolikrát denně může uživatel přepsat celou kapacitu SSD během trvání záruky. Odhad je v souladu s JEDEC JESD-219, enterprise endurance workload. Skutečná životnost je vždy závislá na struktuře zapisovaných / čtených dat. Doporučujeme používat Apacer SSDWidget, který poskytuje informace o "zdravotním stavu" SSD a hodnoty SMART atributů. Více informací o SSDWidget naleznete v uživatelské příručce.

Životnost versus počet smazání.

Jednoduchá úvaha vede k závěru, že Životnost = Počet smazání * Kapacita. Ověřme si to pro 64GB SM210-25 MLC SSD. Životnost = 3 000*64GB = 192TB. Datasheet ale uvádí pouze 142TB. Tato nesrovnalost je způsobena faktem, že skutečné množství dat fyzicky zapsaných do Flash je větší než jaké množství dat měl v úmyslu zapsat operační systém kvůli Write amplification (WA).

WA= Data zapsaná do Flash paměti/Data, která zapsal operační systém

Pro náš 64GB SSD, pokud operační systém zapíše 142TB dat počet smazání dosáhne 3000, WA=192/142=1,352.

Pro data v reálném provozu:
Data zapsaná do Flash paměti = Průměrný počet smazání*Kapacita
Data zapsaná operačním systémem = Celkový počet zapsaných sektorů* Počet Bitů na sektor
Průměrný počet smazání = Avg.erase Count, SMART parametr 164
Kapacita: 64GB, z datasheetu
Celkový počet zapsaných sektorů = Total Sectors of Write, SMART parametr 241
Počet Bitů na sektor = Bytes per sector = 512, z datasheetu

SATA verze

Specifikace SATA je spravována Serial ATA International Organization (SATA-IO). SSD Apacer jsou v souladu s revizí 3.2 nebo 3.1 (6 Gb/s). SSD jsou zpětně kompatibilní s rozhraním SATA 2.x (3Gb/s) a SATA 1.x (1.5Gb/s).

SMART

SMART je zkratkou pro Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology. Firmware monitoruje důležité parametry SSD s cílem přijetí pro aktivních opatření k zabránění jeho selhání. Vysvětlení nejdůležitějších atributů naleznete níže.

166, Total Later Bad Block Count
V normálním stavu se počet nových vadných bloků výrazně zvyšuje pouze, pokud je počet smazání blízký nebo vyšší než maximální počet smazání, 3 000 (MLC, TLC), 20 000 (SLC-Lite) nebo 60 000 (SLC). Pokud je počet smazání menší než maximální a přitom se počet nových vadných bloků zvyšuje je to abnormální situace. Okamžitě zálohujte data.

166, Total Later Bad Block Count, 192, Unexpected Power Loss Count
Pokud se zvyšuje Tota Later Bad Block Count a současně se zvyšuje i Unexpected Power Loss Count, měli byste přijmout opatření k odstranění výskytu výpadků napájení.

231, Lifetime Left
Hodnota v procentech, 100% znamená nový SSD, 5% - upozornění, měli byste SSD vyměnit. Pro SSD, které neposkytují tuto informaci, umožňuje atribut 164, Avg. Erase Count vypočítat zůstávající životnost.

Lifetime Left = (1 - Avg. EraseCount/Max. erasecount) x 100, Max. erasecount = 3000 (MLC, 3D TLC), 20 000 (SLC-Lite) nebo 60 000 (SLC).

167, SSD Protect Mode
• 0: R/W – normální stav
• 3: Pouze čtení
• 7: Jen pro čtení, (neobvyklý případ, nastane při nedostatečném počtu volných bloků nebo nadměrném výskytu nových vadných bloků)

SSD chrání zapsaná data nastavením pouze pro čtení před poškozením, pokud je překročena max. hodnota Avg. Erase Count nebo v neobvyklém případě (7).

171, Program Fail Count, 172, Erase Fail Count
Tyto parametry by měly být vždy rovny nule. Pokud to tak není, vyměňte SSD.

168, SATA PHY Error Count
Indikuje problém s komunikací přes SATA rozhraní.

194, Temperature
Teplota musí být vždy menší než max. povolená. Senzor měří teplotu v definovaném místě plošného spoje SSD tak, aby naměřená hodnota byla blízká teplotě okolí SSD.

Management výpadku napájení

SSD obsahuje detektor poklesu napájecího napětí. Pokud napětí klesne pod definovanou mez, kontrolér SSD spustí urgentní zápis metadat do Flash pro pozdější rekonstrukci mapovací tabulky. Tato operace vyžaduje několik ms. Ačkoli je to ve většině případů nepravděpodobné, SSD s vyrovnávací DRAM mohou být potenciálně ovlivněny, pokud dojde k náhlé ztrátě napájení předtím, než jsou data uložená ve vyrovnávací paměti přesunuta do Flash.

Pro zvýšení odolnosti vůči ztrátě dat při náhlém výpadku napájení používá Apacer technologii CorePower. SSD obsahuje pole tantalových kondenzátorů, které poskytují energii na čas potřebný pro přenos dat z vyrovnávací paměti DRAM a důležitých metadat do Flash.

Režim spánku (Device Sleep)

SSD v DevSleep módu odebírá méně než 5mW. Pokud hostitel nastaví DEVSLP mód, zařízení přejde do DevSleep módu na tak dlouhou dobu, po jakou je aktivován. Když hostitel neguje DEVSLP mód, zařízení se vrátí z DevSleep stavu do 20ms. Pro 2,5” SSD je signál DEVSLP připojen na vývod P3 napájecího konektoru SATA. Pokud je P3=3,3V, SSD přejde do DevSleep módu. mSATA SSD používají vývod 44, M.2 SSD používají vývod 38.

ATA bezpečnostní smazání

Bezpečnostní smazání definované ve specifikaci ATA umožňuje úložnému zařízení smazat všechna data uložená uživatelem. Proces mazání běží na úrovni firmwaru. Nejpohodlnější způsob jak to udělat je pomocí Apacer SSDWidget.

TRIM

Příkaz umožňuje operačnímu systému informovat kontrolér SSD o tom, které bloky obsahují neplatná data, nejčastěji kvůli tomu, že operační systém smazal soubory. Příkaz TRIM je důležitý pro udržování rychlosti zápisu. Všechny moderní SSD a operační systémy podporují TRIM. Více informací o tom, jak funguje TRIM, najdete na Wikipedii.

Pokud Vás toto téma zaujalo a chcete vědět více, nebo máte zájem i o další produkty značky APACER, napište nám na adresu apacer@soselectronic.com